CN214256692U - 一种非隔离电源电路及led灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非隔离电源电路及LED灯具。该电路包括：整流单元、功率因数校正单元、电压调节单元、微处理单元以及隔离开关单元；整流单元与交流电源的火线和零线电连接；整流单元将交流信号转换为直流信号；功率因数校正单元分别与整流单元和微处理单元电连接；功率因数校正单元根据微处理单元提供的功率控制信号，校正直流信号的功率因数；电压调节单元分别与功率因数校正单元和微处理单元电连接；电压调节单元根据微处理单元提供的电压调节信号，调节直流信号的电压；隔离开关单元分别与微处理单元、电压调节单元和发光二极管组电连接；隔离开关单元用于根据微处理单元提供的电源控制信号，控制发光二极管组与电压调节单元导通或断开。

Description

一种非隔离电源电路及LED灯具

技术领域

本实用新型实施例涉及电源技术，尤其涉及一种非隔离电源电路及LED灯具。

背景技术

随着LED照明的快速发展和广泛应用，非隔离电源高性价比的优势使得非隔离电源备受LED灯具特别是大功率户外照明和植栽灯具照明。

实际应用中,非隔离电源电路中有很大一部分是单开开关(断开火线L)，在工程安装过程中，存在一种火线L和零线N接反的情况，这种情况下，断开开关，实际上是断开了零线N，LED灯珠在火线L和地线FG之间形成回路，会微亮。还有一种情况，非隔离电源中调光控制单元在输出调光关断信号时，也同断开零线N一样，存在微亮的问题，造成客户的体验感很差等问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种非隔离电源电路及LED灯具，实现了隔离电源电路在 N线断开及微处理单元在输出调光关断电源控制信号时，发光二极管组不发生微亮，也提高了非隔离电路的安全性，降低了关断损耗。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种非隔离电源电路，用于控制发光二极管组发光，该非隔离电源电路包括：整流单元、功率因数校正单元、电压调节单元、微处理单元以及隔离开关单元；

所述整流单元分别与交流电源的火线和零线电连接；所述整流单元用于将所述交流电源的交流信号转换为直流信号；

所述功率因数校正单元分别与所述整流单元和所述微处理单元电连接；所述功率因数校正单元用于根据所述微处理单元的提供功率控制信号，校正所述直流信号的功率因数；

所述电压调节单元分别与所述功率因数校正单元和所述微处理单元电连接；所述电压调节单元用于根据所述微处理单元提供的电压调节信号，调节所述直流信号的电压；

所述隔离开关单元分别与所述微处理单元、所述电压调节单元和所述发光二极管组电连接；所述隔离开关单元用于根据所述微处理单元提供的电源控制信号，控制所述发光二极管组与所述电压调节单元导通或断开。

可选的，所述隔离开关单元包括第一电磁继电器和第二电磁继电器；

所述第一电磁继电器的第一开关触点与所述电压调节单元的第一输出端电连接，所述第二电磁继电器的第一开关触点与所述电压调节单元的第二输出端电连接；

所述第一电磁继电器的第二开关触点与所述发光二极管组的正极端电连接；

所述第二电磁继电器的第二开关触点与所述发光二极管组的负极端电连接；

所述第一电磁继电器的第一电源端与所述第二电磁继电器的第一电源端为所述隔离开关单元的第一电源端；

所述第一电磁继电器的第二电源端与所述第二电磁继电器的第二电源端为所述隔离开关单元的第二电源端；

所述隔离开关单元的第一电源端与所述微处理单元电连接；所述隔离开关单元的第二电源端接地。

可选的，所述隔离开关单元包括双刀双掷开关的电磁继电器；

所述双刀双掷开关的电磁继电器包括电磁继电器线圈、第一动触点、第一常开触点、第一常闭触点、第二动触点、第二常开触点和第二常闭触点；

所述第一动触点和所述第二动触点分别与所述电压调节单元的第一输出端和第二输出端电连接；所述第一常开触点与所述发光二极管组的正极端电连接，所述第二常开触点与所述发光二极管组的负极端电连接；第一常闭触点和所述第二常闭触点处于悬空状态；所述电磁继电器线圈的一端与所述微处理单元电连接，所述电磁继电器线圈的另一端接地。

可选的，所述功率因数校正单元包括第一变压器、第一MOS管、第一二极管及第一电容；

所述第一变压器的第一端与所述整流单元的第一输出端电连接；所述第一变压器的第二端分别与所述第一二极管的阳极和所述第一MOS管的第一端电连接；

所述第一二极管的阴极与所述第一电容的第一端电连接；所述第一MOS管的第二端与所述第一电容的第二端电连接，并与所述整流单元的第二输出端电连接；所述第一MOS管的控制端与所述微处理单元电连接。

可选的，所述功率因数校正单元还包括功率因数校正回路；所述功率因数校正回路分别与所述第一MOS管的控制端和所述微处理单元电连接；

所述功率因数校正回路用于将所述微处理单元输出的功率控制信号转换为第一脉冲波信号，以校正所述直流信号的功率因数。

可选的，所述电压调节单元包括第二变压器、第二MOS管、第二二极管及第二电容；

所述第二变压器的第一端分别与所述第二二极管的阳极和所述第二MOS管的第一端电连接；所述第二变压器的第二端与所述第二电容的第一端电连接；

所述第二二极管的阴极与所述功率因数校正单元的第一输出端电连接；所述第二MOS管的第二端与所述功率因数校正单元的第二输出端电连接；

所述第二电容的第二端与所述第二二极管的阴极电连接；

所述第二MOS管的控制端与所述微处理单元电连接。

可选的，所述电压调节单元还包括降压回路；所述降压回路分别与所述第二MOS管的控制端和所述微处理单元电连接；

所述降压回路用于将所述微处理单元输出的电压调节信号转化为第二脉冲波信号，以对所述直流信号进行降压处理。

可选的，该非隔离电源电路还包括：电磁滤波单元；所述电磁滤波单元电连接于所述交流电源与所述整流单元之间；

所述电磁滤波单元用于滤除所述交流电源中的电磁波信号。

可选的，所述整流单元包括整流桥及第三电容；

所述第三电容的第一端与所述整流桥的第一端电连接，所述第三电容的第二端与所述整流桥的第二端电连接，所述整流桥的第三端与所述交流电源的火线电连接，所述整流桥的第四端与所述交流电源的零线电连接。

另一方面，本实用新型实施例还提供了一种LED灯具，该LED灯具包括发光二极管组和上述第一方面所述的非隔离电源电路。

本技术方案通过整流单元将交流电源的交流信号转换为直流信号；功率因数校正单元根据微处理单元提供的功率控制信号，校正直流信号的功率因数；电压调节单元根据微处理单元提供的电压调节信号，调节直流信号的电压，以向发光二极管组提供相应的电压信号，控制发光二极管组呈现出相应的亮度；当该非隔离电源电路中交流电源的零线断开，微处理单元断电，隔离开关单元控制发光二极管组与电压调节单元断开，电压调节单元输出的电压先后无法传输至发光二极管组，使得发光二极管组无法发光；当该非隔离电源电路中微处理单元输出调光关断电源控制信号时，隔离开关单元接收到调光关断电源控制信号，控制发光二极管组与电压调节单元断开，这样也使得发光二极管组不发生微亮；如此解决了现有技术中该非隔离电源电路中交流电源的零线断开及微处理单元输出调光关断电源控制信号时，火线经过发光二极管组流回地线，引起发光二极管组发生微亮问题，从而能够提高非隔离电路的安全性，降低关断损耗。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种非隔离电源电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种非隔离电源电路的具体结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的又一种非隔离电源电路的具体结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种LED灯具的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1是本实用新型实施例提供的一种非隔离电源电路的结构示意图；该非隔离电源电路用于控制发光二极管组LED的发光。如图1所示，该非隔离电源电路1包括：整流单元10、功率因数校正单元20、电压调节单元30、微处理单元40以及隔离开关单元50；整流单元10分别与交流电源的火线L和零线N 电连接；整流单元10用于将交流电源的交流信号转换为直流信号；功率因数校正单元20分别与整流单元10和微处理单元40电连接；功率因数校正单元20 用于根据微处理单元40的提供功率控制信号，校正直流信号的功率因数；电压调节单元30分别与功率因数校正单元20和微处理单元40电连接；电压调节单元30用于根据微处理单元40提供的电压调节信号，调节直流信号的电压；隔离开关单元50分别与微处理单元40、电压调节单元30和发光二极管组LED电连接；隔离开关单元50用于根据微处理单元40提供的电源控制信号，控制发光二极管组LED与电压调节单元30导通或断开。

其中，交流电源可以包括火线N、零线L和地线FG，以能够提供相应的交流信号。非隔离电源电路控制发光二极管组LED的发光原理为：通过整流单元 10将交流电源的交流信号转换为直流信号；功率因数校正单元20根据微处理单元40提供的功率控制信号，校正直流信号的功率因数，使得功率校正单元 20输出一定的直流升压电压，以为电压调节单元30提供工作电压；电压调节单元30根据微处理单元40提供的电压调节信号，将由功率因数校正单元20输出的电压降低为发光二极管组LED所需要的电压，以使发光二极管组LED呈现出相应的亮度，实现对发光二极管组LED的发光控制。在实际的非隔离电源电路中，当断开零线N，火线L和地线FG之间会形成回路，而存在交流信号，使得发光二极管组LED发生微亮；或者当微处理单元40输出调光关断电源控制信号时，微处理单元40控制功率因数校正单元20不输出升压信号，同时微处理单元40控制电压调节单元30不输出降压信号，此时由于火线L有电，致使火线L和地线FG之间存在交流电压，使得发光二极管组LED发生微亮。

本技术方案在电压调节单元30与发光二极管组LED之间增加隔离开关单元 50，隔离开关单元50分别与微处理单元40、电压调节单元30和发光二极管组 LED电连接；在断开零线N时，由于微处理单元40断电，无法输出控制信号至隔离开关单元50，隔离开关单元50处于常开的状态，发光二极管组LED与电压调节单元30断开，使得发光二极管组LED无法发光；当微处理单元40输出调光关断电源控制信号时，微处理单元40控制功率因数校正单元20不输出升压信号，同时微处理单元40控制电压调节单元30不输出降压信号，微处理单元40控制隔离开关单元50处于断开状态，发光二极管组LED与电压调节单元 30断开，发光二极管组LED无法发光；如此，能够防止因交流电源的零线N断开和/或微处理单元40输出调光关断电源控制信号时，火线L经过发光二极管组LED流回地线FG，以形成相应的回路，致使发光二极管组LED微亮的现象产生。

需要说明的是，图1仅为本实用新型实施例示例性的附图，图1中仅示例性的示出的各单元之间的相对关系，并非本实用新型实施例的具体限定。同时，各单元的具体实现方式，可根据各单元的功能进行设计。以下就各单元的典型示例对本实用新型实施例的技术方案进行示例性的说明。

可选的，图2是本实用新型实施例提供的一种非隔离电源电路的具体结构示意图。如图2所示，在上述实施例的基础上，隔离开关单元50包括第一电磁继电器K1和第二电磁继电器K2；第一电磁继电器K1的第一开关触点与电压调节单元30的第一输出端电连接，第二电磁继电器K2的第一开关触点与电压调节单元30的第二输出端电连接；第一电磁继电器K1的第二开关触点与发光二极管组LED的正极端电连接；第二电磁继电器K2的第二开关触点与发光二极管组LED的负极端电连接；第一电磁继电器K1的第一电源端与第二电磁继电器K2的第一电源端为隔离开关单元50的第一电源端；第一电磁继电器K1的第二电源端与第二电磁继电器K2的第二电源端为隔离开关单元50的第二电源端；隔离开关单元50的第一电源端与微处理单元40电连接；隔离开关单元50的第二电源端接地。

具体的，当断开零线N时，由于微处理单元40断电，无法输出控制信号至隔离开关单元50，第一电磁继电器K1和第二电磁继电器K2处于常开的状态，切断发光二极管组LED的正向电流及反向电流，此时发光二极管组LED无法发光；当微处理单元40输出调光关断电源控制信号时，微处理单元40控制功率因数校正单元20不输出升压信号，微处理单元40控制电压调节单元30不输出降压信号，微处理单元40控制第一电磁继电器K1和第二电磁继电器K2处于断开状态，发光二极管组LED与电压调节单元30断开；切断发光二极管组LED的正向电流及反向电流，此时发光二极管组LED无法发光。这里需要说明的是，采用第一电磁继电器K1及第二电磁继电器K2作为隔离开关单元50相比MOS半导体器件作为隔离开关单元50，能够降低整个非隔离电源电路的关断损耗；同时为避免在零线N断开和/或微处理单元40输出调光关断电源控制信号时，火线L和地线FG之间构成回路致使发光二极管组LED发生微亮，与直接采用断开地线FG，以断开火线L和地线FG之间构成的回路相比，本技术方案通过第一电磁继电器K1及第二电磁继电器K2使得电压调节单元30和发光二极管组LED 断开，不直接断开地线FG，如此提高了非隔离电源电路的安全性和可靠性。

需要说明的是，图2仅为本实用新型实施例示例性的附图，图2中仅示例性的示出了隔离开关单元50包括两个继电器；而本实用新型实施例对隔离开关单元的具体不做限定。

可选的，图3是本实用新型实施例提供的又一种非隔离电源电路的具体结构示意图；如图3所示，隔离开关单元50包括双刀双掷开关的电磁继电器K；双刀双掷开关的电磁继电器K包括电磁继电器线圈、第一动触点、第一常开触点、第一常闭触点、第二动触点、第二常开触点和第二常闭触点；第一动触点和第二动触点分别与电压调节单元30的第一输出端和第二输出端电连接；第一常开触点与发光二极管组LED的正极端电连接，第二常开触点与发光二极管组 LED的负极端电连接；第一常闭触点和第二常闭触点处于悬空状态；电磁继电器线圈的一端与微处理单元40电连接，电磁继电器线圈的另一端接地.其中，双刀双掷开关的电磁继电器K也可以起到断开电压调节单元30与发光二极管组LED的作用，从而起到避免在零线N断开及微处理单元40输出调光关断电源控制信号时，发光二极管组LED微亮问题。

可选的，参照图2，功率因数校正单元20包括第一变压器L1、第一MOS管 Q1、第一二极管D1及第一电容C1；第一变压器L1的第一端与整流单元10的第一输出端电连接；第一变压器L1的第二端分别与第一二极管D1的阳极和第一MOS管Q1的第一端电连接；第一二极管D1的阴极与第一电容C1的第一端电连接；第一MOS管Q1的第二端与第一电容C1的第二端电连接，并与整流单元 10的第二输出端电连接；第一MOS管Q1的控制端与微处理单元40电连接。

可选的，继续参照图2，功率因数校正单元20还包括功率因数校正回路21；功率因数校正回路21分别与第一MOS管Q1的控制端和微处理单元40电连接；功率因数校正回路21用于将微处理单元40输出的功率控制信号转换为第一脉冲波信号，以校正直流信号的功率因数。

其中，以第一MOS管为NMOS管为例，当微处理单元40输出功率控制信号至功率因数校正回路21，功率因数校正回路21将功率因数控制信号转化为一定占空比大小的第一脉冲波信号，调节第一MOS管Q1的开断时间，当控制第一 MOS管Q1导通时，整流单元10输出的直流信号经过第一变压器L1、第一MOS 管Q1然后流回零线N，在第一变压器L1内存储一定的能量；然后当第一MOS 管Q1断开时功率因数校正单元20通过第一二极管D1在第一电容C1储能，并将第一电容C1储存的升压信号输出至电压调节单元30；

当微处理单元40输出调光关断电源控制信号至功率因数校正回路21，功率因数校正回路21不输出第一脉冲波信号，持续输出调光关断电源控制信号，示例性的，输出低电平信号至功率因数校正回路21，第一MOS管Q1断开；隔离开关单元50接收到该调光关断电源控制信号，隔离开关单元50处于断开状态，发光二极管组LED与电压调节单元30断开，此时发光二极管组LED无法发光。

可选的，参照图2，电压调节单元30包括第二变压器L2、第二MOS管Q2、第二二极管D2及第二电容C2；第二变压器L2的第一端分别与第二二极管D2 的阳极和第二MOS管Q2的第一端电连接；第二变压器L2的第二端与第二电容 C2的第一端电连接；第二二极管D2的阴极与功率因数校正单元20的第一输出端电连接；第二MOS管Q2的第二端与功率因数校正单元20的第二输出端电连接；第二电容C2的第二端与第二二极管D2的阴极电连接；第二MOS管Q2的控制端与微处理单元40电连接。

可选的，继续参照图2，电压调节单元30还包括降压回路31；降压回路 31分别与第二MOS管Q2的控制端和微处理单元40电连接；降压回路31用于将微处理单元40输出的电压调节信号转化为第二脉冲波信号，以对直流信号进行降压处理。

其中，以第一MOS管为NMOS管为例，当微处理单元40输出电压调节信号至降压回路31，降压回路31将电压调节信号转化为一定占空比大小的第二脉冲波信号，调节第二MOS管Q2开断时间，当控制第二MOS管Q2导通时，功率因数校正单元20输出的升压直流信号经过发光二极管组LED、第二变压器L2、第二MOS管Q2然后流回零线N，在第二变压器L2内存储一定的直流降压电压；然后当第二MOS管Q2断开时，电压调节单元30通过第二二极管D2在第二电容 C2储能，并将第二电容C2储存的降压信号输出至发光二极管组LED。

当微处理单元40输出调光关断电源控制信号至降压回路31，降压回路31 不输出第二脉冲波信号，持续输出调光关断电源控制信号，示例性的，输出低电平信号至降压回路31，第二MOS管Q2断开；隔离开关单元50接收到该调光关断电源控制信号，隔离开关单元50处于断开状态，发光二极管组LED与电压调节单元30断开，此时发光二极管组LED无法发光。

可选的，参照图2，该非隔离电源电路还包括：电磁滤波单元60；电磁滤波单元60电连接于交流电源与整流单元10之间；电磁滤波单元60用于滤除交流电源中的电磁波信号。

可选的，参照图2，整流单元10包括整流桥U及第三电容C3；第三电容C3的第一端与整流桥U的第一端电连接，第三电容C3的第二端与整流桥U的第二端电连接，整流桥U的第三端与交流电源的火线电连接，整流桥U的第四端与交流电源的零线电连接。其中，第三电容C3起到滤波的作用。

本实用新型实施例还提供了一种LED灯具，图4是本实用新型实施例提供的一种LED灯具的结构示意图，如图4所示，该LED灯具包括发光二极管组2 和上述实施例所述的非隔离电源电路1，由于该LED灯具包括上述实施例所述的非隔离电源电路，因此也具备上述实施例所具备的有益效果，这里不再赘述。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种非隔离电源电路，用于控制发光二极管组发光，其特征在于，包括：整流单元、功率因数校正单元、电压调节单元、微处理单元以及隔离开关单元；

所述整流单元分别与交流电源的火线和零线电连接；所述整流单元用于将所述交流电源的交流信号转换为直流信号；

所述功率因数校正单元分别与所述整流单元和所述微处理单元电连接；所述功率因数校正单元用于根据所述微处理单元的提供功率控制信号，校正所述直流信号的功率因数；

所述电压调节单元分别与所述功率因数校正单元和所述微处理单元电连接；所述电压调节单元用于根据所述微处理单元提供的电压调节信号，调节所述直流信号的电压；

所述隔离开关单元分别与所述微处理单元、所述电压调节单元和所述发光二极管组电连接；所述隔离开关单元用于根据所述微处理单元提供的电源控制信号，控制所述发光二极管组与所述电压调节单元导通或断开。

2.根据权利要求1所述的非隔离电源电路，其特征在于，所述隔离开关单元包括第一电磁继电器和第二电磁继电器；

所述第一电磁继电器的第一开关触点与所述电压调节单元的第一输出端电连接，所述第二电磁继电器的第一开关触点与所述电压调节单元的第二输出端电连接；

所述第一电磁继电器的第二开关触点与所述发光二极管组的正极端电连接；

所述第二电磁继电器的第二开关触点与所述发光二极管组的负极端电连接；

所述第一电磁继电器的第一电源端与所述第二电磁继电器的第一电源端为所述隔离开关单元的第一电源端；

所述第一电磁继电器的第二电源端与所述第二电磁继电器的第二电源端为所述隔离开关单元的第二电源端；

所述隔离开关单元的第一电源端与所述微处理单元电连接；所述隔离开关单元的第二电源端接地。

3.根据权利要求1所述的非隔离电源电路，其特征在于，所述隔离开关单元包括双刀双掷开关的电磁继电器；

所述双刀双掷开关的电磁继电器包括电磁继电器线圈、第一动触点、第一常开触点、第一常闭触点、第二动触点、第二常开触点和第二常闭触点；

所述第一动触点和所述第二动触点分别与所述电压调节单元的第一输出端和第二输出端电连接；所述第一常开触点与所述发光二极管组的正极端电连接，所述第二常开触点与所述发光二极管组的负极端电连接；第一常闭触点和所述第二常闭触点处于悬空状态；所述电磁继电器线圈的一端与所述微处理单元电连接，所述电磁继电器线圈的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的非隔离电源电路，其特征在于，所述功率因数校正单元包括第一变压器、第一MOS管、第一二极管及第一电容；

所述第一变压器的第一端与所述整流单元的第一输出端电连接；所述第一变压器的第二端分别与所述第一二极管的阳极和所述第一MOS管的第一端电连接；

所述第一二极管的阴极与所述第一电容的第一端电连接；所述第一MOS管的第二端与所述第一电容的第二端电连接，并与所述整流单元的第二输出端电连接；所述第一MOS管的控制端与所述微处理单元电连接。

5.根据权利要求4所述的非隔离电源电路，其特征在于，所述功率因数校正单元还包括功率因数校正回路；所述功率因数校正回路分别与所述第一MOS管的控制端和所述微处理单元电连接；

所述功率因数校正回路用于将所述微处理单元输出的功率控制信号转换为第一脉冲波信号，以校正所述直流信号的功率因数。

6.根据权利要求1所述的非隔离电源电路，其特征在于，所述电压调节单元包括第二变压器、第二MOS管、第二二极管及第二电容；

所述第二变压器的第一端分别与所述第二二极管的阳极和所述第二MOS管的第一端电连接；所述第二变压器的第二端与所述第二电容的第一端电连接；

所述第二二极管的阴极与所述功率因数校正单元的第一输出端电连接；所述第二MOS管的第二端与所述功率因数校正单元的第二输出端电连接；

所述第二电容的第二端与所述第二二极管的阴极电连接；

所述第二MOS管的控制端与所述微处理单元电连接。

7.根据权利要求6所述的非隔离电源电路，其特征在于，所述电压调节单元还包括降压回路；所述降压回路分别与所述第二MOS管的控制端和所述微处理单元电连接；

所述降压回路用于将所述微处理单元输出的电压调节信号转化为第二脉冲波信号，以对所述直流信号进行降压处理。

8.根据权利要求1所述的非隔离电源电路，其特征在于，还包括：电磁滤波单元；所述电磁滤波单元电连接于所述交流电源与所述整流单元之间；

所述电磁滤波单元用于滤除所述交流电源中的电磁波信号。

9.根据权利要求1所述的非隔离电源电路，其特征在于，所述整流单元包括整流桥及第三电容；

所述第三电容的第一端与所述整流桥的第一端电连接，所述第三电容的第二端与所述整流桥的第二端电连接，所述整流桥的第三端与所述交流电源的火线电连接，所述整流桥的第四端与所述交流电源的零线电连接。

10.一种LED灯具，其特征在于，包括：发光二极管组和权利要求1～9任一项所述的非隔离电源电路。

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